DE102011075889A1 - Roller screw spindle for planetary roller screw drive for use in motor vehicle construction, has spindle head fixed at one end of roller screw spindle by welded connection, where groove profile is helically coiled around spindle axis - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rollengewindespindel eines Planetenwälzgewindetriebes, die mit einem Spindelkopf versehen ist. Der Spindelkopf kann als Lagerstelle zur Lagerung der Gewindespindel, oder aber auch als Antriebsteil oder als Axialanschlag für eine Spindelmutter ausgebildet sein.The present invention relates to a roller screw of a Planetenwälzgewindetriebes, which is provided with a spindle head. The spindle head can be designed as a bearing for supporting the threaded spindle, or else as a drive part or as an axial stop for a spindle nut.
Aus
Planetenwälzgewindetriebe werden zunehmend im Kraftfahrzeugbau für Aktuatoren eingesetzt, die zur Betätigung von Parkbremsen oder Kupplungen vorgesehen sind. In diesen automobilen Anwendungen werden kostengünstig herstellbare Lösungen angestrebt.Planetenwälzgewindetriebe are increasingly being used in motor vehicles for actuators, which are provided for the actuation of parking brakes or clutches. In these automotive applications cost-effectively manufacturable solutions are sought.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, eine Rollengewindespindel mit einem Spindelkopf nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 anzugeben, die einfach und kostengünstig hergestellt werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Rollengewindespindel gemäß Anspruch 1 gelöst. Dadurch, dass der Spindelkopf mittels einer Schweißverbindung an dem einen Ende der Rollengewindespindel befestigt ist, bietet die erfindungsgemäße Rollengewindespindel mit Spindelkopf den Vorteil, dass die Rollengewindespindel als Stangenware bereitgestellt werden kann, so dass jeweils eine vorgesehene Länge abgelängt werden kann. Der Spindelkopf kann als Fließpressteil ausgebildet sein, das ebenfalls bei größeren Stückzahlen wirtschaftlich hergestellt werden kann. Die Schweißverbindung bietet zudem den Vorteil, dass die zu verschweißenden Teile bereits gehärtet sein können. Object of the present invention was to provide a roller screw with a spindle head according to the features of the preamble of
Eine erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass die Rollengewindespindel als rollierte Stangenware mit anrollierten Rillenprofil bereitgestellt ist, und wobei der insbesondere als Fließpressteil ausgeführte Spindelkopf einen größeren Durchmesser aufweist als die Rollengewindespindel. Da die Rollengewindespindel unabhängig von dem Spindelkopf bereitgestellt wird, bedeutet ein durchmesservergrößerter Spindelkopf keinen erhöhten Fertigungsaufwand zur Bereitstellung der mit dem Spindelkopf versehenen Gewindespindel. Die Rollengewindespindel kann bereits als Stangenwarenprofil durchlaufgehärtet sein. Da das Rillenprofil in einem kontinuierlichen Rollierprozess hergestellt wird, ergibt sich eine hohe Gewindequalität der Rollengewindespindel. Alternativ sind aber auch geschliffene Rollengewindespindeln denkbar.A further development according to the invention provides that the roller screw spindle is provided as a rolled rod product with rolled-on groove profile, and wherein the spindle head designed in particular as extruded part has a larger diameter than the roller screw spindle. Since the roller screw spindle is provided independently of the spindle head, an enlarged diameter spindle head does not require an increased production cost for providing the threaded spindle provided with the spindle head. The roller screw spindle can already be through-hardened as a rod product profile. Since the groove profile is produced in a continuous rolling process, results in a high thread quality of the roller screw spindle. Alternatively, however, ground roller thread spindles are also conceivable.
Das schraubenförmige Gewindeprofil kann eingängig oder mehrgängig ausgeführt sein.The helical thread profile can be catchy or multi-threaded.
Die Schweißverbindung ist vorzugsweise als Reibschweißverbindung ausgeführt, wobei einander zugewandte Stirnflächen der Rollengewindespindel und des Spindelkopfes als Reibschweißflächen ausgeführt sind. Im einfachsten Fall kann die Rollengewindespindel – wenn sie aus der Stangenware herausgetrennt würde – ohne weitere Bearbeitung für das Reibschweißen verwendet werden; denn durch das Ablängen beispielsweise mittels einer Trennscheibe kann die stirnseitige Trennfläche bereits als Reibschweißfläche verwendet werden. Eine entsprechende plane Endfläche ist an dem Spindelkopf ausgebildet. Die an dem Spindelkopf und an der Rollengewindespindel vorgesehenen Reibschweißflächen können auch als Konusflächen ausgeführt sein, wobei die eine Konusfläche als Konusaußenfläche und die andere Konusfläche als Konusinnenfläche ausgeführt ist. Der Vorteil kann darin gesehen werden, dass ein Zentrieren der zu verschweißenden Teile vereinfacht ist.The welded connection is preferably designed as a friction-welded connection, wherein mutually facing end faces of the roller screw spindle and the spindle head are designed as Reibschweißflächen. In the simplest case, the roller screw spindle - if it were cut out of the bar stock - can be used without further processing for friction welding; because by cutting to length, for example by means of a cutting disc frontal parting surface can already be used as Reibschweißfläche. A corresponding planar end surface is formed on the spindle head. The Reibschweißflächen provided on the spindle head and on the roller screw spindle can also be designed as conical surfaces, wherein the one conical surface is designed as a conical outer surface and the other conical surface as a conical inner surface. The advantage can be seen in that a centering of the parts to be welded is simplified.
In erfindungsgemäßer Weiterbildung bilden der Spindelkopf und die Rollengewindespindel einen Schmelzgutraum für die Aufnahme von Schmelzgut der Reibschweißverbindung. Während des Reibschweißens wird Material beispielsweise von dem Spindelkopf abgetragen. Ein Entfernen dieses im Schmelzgutraum gehaltenen Schmelzgutes kann entfallen, da der Schmelzgutraum außerhalb von Funktionsbereichen der Rollengewindespindel angeordnet ist. In accordance with the invention, the spindle head and the roller screw spindle form a melt material space for receiving melted material of the friction welded connection. During friction welding, for example, material is removed from the spindle head. Removal of this melt material held in the melted material can be omitted, since the melt material space is arranged outside of functional areas of the roller screw.
Der Schmelzgutraum kann auf einfache Art und Weise als Umfangsnut ausgeführt sein. Zu diesem Zweck kann der Spindelkopf an seiner der Rollengewindespindel zugewandten Stirnseite mit einem abgesetzten Stumpf versehen sein, dessen Durchmesser deutlich kleiner als der Außendurchmesser der Rollengewindespindel ausgeführt ist. Wenn der Spindelkopf mittels Reibschweißen mit der Rollengewindespindel verbunden ist, begrenzen der Spindelkopf und die Rollengewindespindel die Umfangsnut. Eine Seitenwand der Umfangsnut kann an dem Spindelkopf und die andere Seitenwand der Umfangsnut kann von der Stirnfläche der Rollengewindespindel gebildet sein. Der Nutgrund der Umfangsnut kann durch die Umfangsfläche des Stumpfes gebildet sein. Das freie Ende dieses Stumpfes dient als Reibschweißfläche zum Verbinden mit der Gewindespindel. The melt material space can be designed in a simple manner as a circumferential groove. For this purpose, the spindle head may be provided on its side facing the roller screw spindle end face with a stepped stump, whose diameter is made significantly smaller than the outer diameter of the roller screw spindle. When the spindle head is friction welded to the roller screw shaft, the spindle head and the roller screw restrict the circumferential groove. One side wall of the circumferential groove may be formed on the spindle head and the other side wall of the circumferential groove may be formed by the end face of the roller screw shaft. The groove bottom of the circumferential groove may be formed by the peripheral surface of the stump. The free end of this stump serves as Reibschweißfläche for connection to the threaded spindle.
Der Nutgrund der Umfangsnut ist vorzugsweise innerhalb eines Fußkreisdurchmessers der Rollengewindespindel angeordnet, so dass das Schmelzgut darin aufgenommen werden kann.The groove bottom of the circumferential groove is preferably within a Fußkreisdurchmessers the Roll threaded spindle arranged so that the melt can be absorbed therein.
Vorzugsweise ist der Spindelkopf als Anschlussteil zum Anschließen eines Lenkers oder als Antriebsteil zum Überragen von Rotationsbewegungen auf die Rollengewindespindel oder als Axialanschlag für eine auf der Rollengewindespindel drehbar gelagerten Spindelmutter ausgeführt.Preferably, the spindle head is designed as a connecting part for connecting a link or as a drive part for projecting rotational movements on the roller screw spindle or as an axial stop for a rotatably mounted on the roller screw spindle nut.
Die erfindungsgemäße Rollengewindespindel kann nach dem folgenden erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden: In einem ersten Schritt kann die Rollengewindespindel von einer als Stangenware bereitgestellten Rollengewindespindel plan abgetrennt werden, wobei diese Rollengewindespindel bereits durchlaufgehärtet sein kann. Mit dem planen Abtrennen kann die Trennfläche als Reibschweißfläche ausgeführt sein. In einem nächsten Schritt wird der Spindelkopf mit einer planen Endfläche bereitgestellt, wobei dann diese plane Endfläche ebenfalls als Reibschweißfläche ausgeführt ist. Der Spindelkopf und die Rollengewindespindel werden koaxial positioniert und mit ihren planen Endflächen gegeneinander gedrückt. Unter Erzeugung einer Relativdrehung zwischen den aneinander gedrückten planen Endflächen wird eine Reibschweißverbindung zwischen der Rollengewindespindel und dem Spindelkopf hergestellt, wobei Schmelzgut in einen von der Rollengewindespindel und dem Spindelkopf gebildeten Schmelzgutraum verdrängt werden kann. The roller screw spindle according to the invention can be prepared by the following method according to the invention: In a first step, the roller screw spindle can be separated from a provided as a rod product roller screw spindle, this roller screw spindle may already be through-hardened. With the plan separation, the separation surface can be designed as Reibschweißfläche. In a next step, the spindle head is provided with a plane end surface, in which case this plane end surface is likewise designed as a friction welding surface. The spindle head and the roller screw spindle are coaxially positioned and pressed against each other with their flat end surfaces. By creating a relative rotation between the pressed flat end surfaces, a friction-welded connection between the roller screw spindle and the spindle head is produced, wherein melted material can be displaced into a melt space formed by the roller screw spindle and the spindle head.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in insgesamt fünf Figuren abgebildeten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment shown in a total of five figures. Show it:
An dem einen axialen Ende der Rollengewindespindel
Eine Spindelmutter
Unter Relativdrehung zwischen der Spindelmutter
Der als rotationssymmetrisches Bauteil ausgeführte Spindelkopf
Die Rollengewindespindel
Der Spindelkopf
Der Stumpf
Der Spindelkopf
Ein Nutgrund
An den Antriebszapfen
Die in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Gewindespindel screw
- 22
- Rillenprofil groove profile
- 33
- Spindelkopf spindle head
- 44
- Radialflansch radial flange
- 55
- Antriebszapfen drive journal
- 66
- Stumpf dull
- 77
- Trennfläche interface
- 88th
- Reibschweißfläche friction-welding
- 99
- Trennfläche interface
- 1010
- Reibschweißfläche friction-welding
- 1111
- Umfangsnut circumferential groove
- 1212
- Schmelzgutraum Schmelzgutraum
- 1313
- Schmelzgut melting
- 1414
- Nutgrund groove base
- 1515
- Zahnprofil tooth profile
- 1616
- Spannmutter locknut
- 1717
- Rillenkugellager Deep groove ball bearings
- 1818
- Spindelmutter spindle nut
- 1919
- Planet planet
- 2020
- Rille groove
- 2121
- Rillenprofil groove profile
- 2222
- Rille groove
- 2323
- Übergangsradius Transition radius
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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